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首先来回顾一下synchronized的基本使用:
synchronized (object) { //在同步代码块中对对象进行操作 }
synchronized关键字与线程安全
以为用了synchronized关键字包住了代码就可以线程同步安全了。测试了下。发现是完全的错了。synchronized必须正确的使用才是真正的线程安全。。。虽然知道这种写法,一直以为却由于懒而用了错误的方法。
看来基础还没有打好。仍需复习加强!工作中犯这种错误是不可原谅的,要知道使用synchronized关键字的地方都是数据敏感的!汗一把。。。
先贴代码:
package com; public class threadtest { public static void main(string[] args) { mythread m1 = new mythread(1); mythread m2 = new mythread(2); m1.start(); m2.start(); } } final class mythread extends thread { private int val; public mythread(int v) { val = v; } //这种做法其实是非线程安全的 public synchronized void print1(int v) { for (int i = 0; i < 100; i++) { system.out.print(v); } } public void print2(int v) { //线程安全 synchronized (mythread.class) { for (int i = 0; i < 100; i++) { system.out.print(v); } } } public void run() { print1(val); // print2(val); } }
还是为了偷懒,汗一把。。。程序员总是懒的吧。能少写就少写。我把mythread写成了一个匿名的最终的内部类,方便调用。它用了最直接的继承thread来实现一个线程类,定义需要运行的run()方法。
首先注释了print2()方法,看看print1()的结果如何。print1()是一个使用了synchronized关键字定义的方法,我一直以为这样也可以实现线程安全。殊不知,我错了。
我们来直接运行main()方法。控制台打印结果如下:
mythread m1 = new mythread(1); mythread m2 = new mythread(2); m1.start(); m2.start();
接下来我们注释掉run方法中的print1(),运行print2();
控制台打印如下:
线程果然是安全了,一直以为也知道这种写法,但由于这种写法代码稍微多点也就没怎么考虑,今天才意识到这种错误。看来有时候不懒还是有好处的。打好基础很重要。纠正的长期以来的一个错误。
下面我们来看看具体原因。
synchronized关键字可以作为函数的修饰符,也可作为函数内的语句,也就是平时说的同步方法和同步语句块。如果再细的分类,synchronized可作用于instance变量、object reference(对象引用)、static函数和class literals(类名称字面常量)身上。
在进一步阐述之前,我们需要明确几点:
a.无论synchronized关键字加在方法上还是对象上,它取得的锁都是对象,而不是把一段代码或函数当作锁――而且同步方法很可能还会被其他线程的对象访问。
b.每个对象只有一个锁(lock)与之相关联。
c.实现同步是要很大的系统开销作为代价的,甚至可能造成死锁,所以尽量避免无谓的同步控制。
接着来讨论synchronized用到不同地方对代码产生的影响:
假设p1、p2是同一个类的不同对象,这个类中定义了以下几种情况的同步块或同步方法,p1、p2就都可以调用它们。
1. 把synchronized当作函数修饰符时,示例代码如下:
public synchronized void methodaaa() { //…. }
这也就是同步方法,那这时synchronized锁定的是哪个对象呢?它锁定的是调用这个同步方法对象。也就是说,当一个对象p1在不同的线程中执行这个同步方法时,它们之间会形成互斥,达到同步的效果。但是这个对象所属的class所产生的另一对象p2却可以任意调用这个被加了synchronized关键字的方法。
上边的示例代码等同于如下代码:
public void methodaaa() { synchronized (this) // (1) { //….. } }
(1)处的this指的是什么呢?它指的就是调用这个方法的对象,如p1。可见同步方法实质是将synchronized作用于object reference。――那个拿到了p1对象锁的线程,才可以调用p1的同步方法,而对p2而言,p1这个锁与它毫不相干,程序也可能在这种情形下摆脱同步机制的控制,造成数据混乱!
2.同步块,示例代码如下:
public void method3(someobject so) { synchronized(so) { //….. } }
这时,锁就是so这个对象,谁拿到这个锁谁就可以运行它所控制的那段代码。当有一个明确的对象作为锁时,就可以这样写程序,但当没有明确的对象作为锁,只是想让一段代码同步时,可以创建一个特殊的instance变量(它得是一个对象)来充当锁:
class foo implements runnable { private byte[] lock = new byte[0]; // 特殊的instance变量 public void methoda() { synchronized(lock) { //… } } //….. }
注:零长度的byte数组对象创建起来将比任何对象都经济――查看编译后的字节码:生成零长度的byte[]对象只需3条操作码,而object lock = new object()则需要7行操作码。
3.将synchronized作用于static 函数,示例代码如下:
class foo { public synchronized static void methodaaa() // 同步的static 函数 { //…. } public void methodbbb() { synchronized(foo.class) // class literal(类名称字面常量) } }
代码中的methodbbb()方法是把class literal作为锁的情况,它和同步的static函数产生的效果是一样的,取得的锁很特别,是当前调用这个方法的对象所属的类(class,而不再是由这个class产生的某个具体对象了)。
记得在《effective java》一书中看到过将 foo.class和 p1.getclass()用于作同步锁还不一样,不能用p1.getclass()来达到锁这个class的目的。p1指的是由foo类产生的对象。
可以推断:如果一个类中定义了一个synchronized的static函数a,也定义了一个synchronized 的instance函数b,那么这个类的同一对象obj在多线程中分别访问a和b两个方法时,不会构成同步,因为它们的锁都不一样。a方法的锁是obj这个对象,而b的锁是obj所属的那个class。
小结如下:
搞清楚synchronized锁定的是哪个对象,就能帮助我们设计更安全的多线程程序。
还有一些技巧可以让我们对共享资源的同步访问更加安全:
1.定义private 的instance变量+它的 get方法,而不要定义public/protected的instance变量。如果将变量定义为public,对象在外界可以绕过同步方法的控制而直接取得它,并改动它。这也是javabean的标准实现方式之一。
2.如果instance变量是一个对象,如数组或arraylist什么的,那上述方法仍然不安全,因为当外界对象通过get方法拿到这个instance对象的引用后,又将其指向另一个对象,那么这个private变量也就变了,岂不是很危险。这个时候就需要将get方法也加上synchronized同步,并且,只返回这个private对象的clone()――这样,调用端得到的就是对象副本的引用了。
总结一些synchronized注意事项:
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